王 夏， 井 帥， 賈世澤

(1.北京市煤氣熱力工程設(shè)計院有限公司， 北京 100032； 2.北京市燃氣集團有限責任公司第三分公司， 北京 101111)

1 概述

近年來隨著裝配式建筑技術(shù)在住宅建筑中的廣泛應(yīng)用，其對建筑過程設(shè)計中的結(jié)構(gòu)、機電等專業(yè)的設(shè)計深度要求也越來越高，各專業(yè)都要在傳統(tǒng)建筑過程施工圖設(shè)計的基礎(chǔ)上進行深化設(shè)計。因此，作為住宅建筑內(nèi)機電設(shè)計重要組成部分的燃氣工程設(shè)計，也應(yīng)配合裝配式建筑的設(shè)計要求而深化。

2 裝配式住宅的特點

GJ/T 398—2017《裝配式住宅建筑設(shè)計標準》第2.0.1條規(guī)定了裝配式住宅的定義，即“以工業(yè)化生產(chǎn)方式的系統(tǒng)性建造體系為基礎(chǔ)，建筑結(jié)構(gòu)體與建筑內(nèi)裝體中全部或部分部件部品采用裝配方式集成化建造的住宅建筑。”其大量的建筑構(gòu)件由車間生產(chǎn)加工完成，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，通過可靠的連接方式將構(gòu)件組裝成房屋。裝配式住宅的構(gòu)件越標準，生產(chǎn)效率越高，相應(yīng)的構(gòu)件成本就會下降，配合工廠的數(shù)字化管理，整個裝配式建筑的性價比會越來越高。裝配式住宅采用建筑、機電安裝一體化設(shè)計、施工，理想狀態(tài)是室內(nèi)機電設(shè)備和管線的安裝可隨主體施工同步進行。

3 室內(nèi)燃氣管道深化設(shè)計內(nèi)容

現(xiàn)行標準GB 50028—2006《城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱GB 50028—2006)和CJJ 94—2009《城鎮(zhèn)燃氣室內(nèi)工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》(以下簡稱CJJ 94—2009)對室內(nèi)燃氣工程的設(shè)計及安裝提出了要求，但是現(xiàn)行標準要求不足以精確到具體點位及預留孔洞位置。對于精裝修要求較高的裝配式住宅則要求燃氣專業(yè)設(shè)計人員在建筑方案設(shè)計階段就應(yīng)介入工作，配合精裝修設(shè)計進行燃氣專業(yè)的深化設(shè)計。

3.1 總體要求

室內(nèi)燃氣管道及設(shè)備的設(shè)計應(yīng)適應(yīng)住宅建筑設(shè)計的總體要求，應(yīng)滿足居民用戶對居住品質(zhì)、居住功能、居住安全等多方面的要求。對于裝配式住宅建筑還應(yīng)符合建筑結(jié)構(gòu)體和建筑內(nèi)裝體的一體化設(shè)計要求，做到設(shè)備及管線的系統(tǒng)及技術(shù)集成。主要體現(xiàn)在以下3個方面。

① 燃氣管道及設(shè)備的布局方式應(yīng)合理利用空間，在滿足規(guī)范要求的前提下，應(yīng)考慮既要保證美觀性和隱蔽性，又要保證用戶的使用安全。

② 燃氣管道布置還應(yīng)符合用戶個性化裝修的需要，能夠在不可修改的硬性空間設(shè)計基礎(chǔ)上，對于增加燃具、燃氣表后管道的改移等需求留出足夠的彈性空間，實現(xiàn)燃氣管道與建筑整體的平衡[1]。

③ 進行室內(nèi)燃氣管道及設(shè)備的深化設(shè)計應(yīng)考慮燃氣管道和設(shè)備的具體位置，預埋線路和預留孔洞的尺寸要求，必要時可以利用建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)[2]技術(shù)完成室內(nèi)機電管線模型分析，進行整體協(xié)調(diào)碰撞檢查。

3.2 燃氣管道預留孔洞要求

為了適應(yīng)裝配式住宅建筑的建設(shè)要求，滿足裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中預制混凝土構(gòu)件(以下簡稱PC構(gòu)件)生產(chǎn)以及吊裝的施工進度，需要機電安裝相關(guān)的點位以及預留孔洞都提前完成，保證配件的標準化與模數(shù)化[3]。室內(nèi)燃氣管道預留孔洞包括燃氣引入管的孔洞、燃氣管道穿墻和穿樓板孔洞、燃氣熱水器(或燃氣采暖熱水爐)排煙口孔洞等。

室內(nèi)燃氣管道預留孔洞位置應(yīng)滿足GB 50028—2006第10.2.36條和CJJ 94—2009第5.2.3條中有關(guān)室內(nèi)燃氣管道與電氣設(shè)備、相鄰管道、設(shè)備之間的最小凈距的規(guī)定。此外，還應(yīng)考慮3個方面：引入管預留孔洞應(yīng)考慮建筑沉降的影響；立管預留孔洞應(yīng)考慮管道的安裝及維檢修空間的要求；排煙口預留孔洞應(yīng)考慮與門窗保持一定的距離，以便于安裝，并且避免與周圍其他設(shè)施互相影響。

預留孔洞尺寸應(yīng)根據(jù)CJJ 94—2009第4.1.6條的規(guī)定，燃氣管道套管的規(guī)格應(yīng)比最大的燃氣管道規(guī)格大2號。預留孔洞尺寸應(yīng)以燃氣管道套管或者煙道外直徑為準。由于住宅建筑的燃氣立管存在管徑不一致的情況，為了統(tǒng)一PC構(gòu)件的尺寸，建議整棟樓燃氣立管預留孔洞尺寸以首層最大孔洞尺寸為準。例如，一棟樓室內(nèi)燃氣立管規(guī)格為DN 50 mm、DN 40 mm和DN 25 mm，相應(yīng)的套管規(guī)格應(yīng)分別為DN 80 mm、DN 65 mm、DN 50 mm，但是為了統(tǒng)一PC構(gòu)件尺寸，一般選用DN 80 mm作為整棟樓的燃氣立管套管的尺寸。

3.3 燃氣管道布置

3.3.1 室內(nèi)機電管線暗埋的做法

既然住宅建筑的結(jié)構(gòu)部分可以像機器生產(chǎn)那樣，成批成套地在工廠制造，然后運到現(xiàn)場組裝，那么燃氣管道作為裝配式住宅建筑機電安裝的一部分，也應(yīng)盡量能夠像拼插積木一樣進行組合。廚房內(nèi)有大量的機電管線(例如，燃氣管道、給水排水管道、暖通管道、電氣管線等)，各類管線又有各自獨立的系統(tǒng)，管線敷設(shè)難免有交叉。為了考慮美觀性，傳統(tǒng)的住宅建筑機電設(shè)計將大部分機電管線暗埋在建筑的墻體或地面內(nèi)，例如，給水管道、暖通管道敷設(shè)在地面建筑做法層內(nèi)，電力管線則現(xiàn)澆于墻體或地面的結(jié)構(gòu)體內(nèi)。

在目前的裝配式住宅建筑的機電設(shè)計中，工廠在預制PC構(gòu)件時將電氣管線直接預埋在墻體或地面的PC構(gòu)件內(nèi)。對于在墻體內(nèi)敷設(shè)的給水管道、暖通管道，工廠在預制PC構(gòu)件時，根據(jù)給水管道、暖通管道的設(shè)計方案預制管槽，然后在施工現(xiàn)場將管道敷設(shè)于PC構(gòu)件的預制管槽內(nèi)，表面由建筑做法層覆蓋。對于在地面敷設(shè)的給水管道、暖通管道，則參照傳統(tǒng)方式在施工現(xiàn)場直接敷設(shè)于地面建筑做法層內(nèi)。

3.3.2 室內(nèi)燃氣管道暗埋的做法

① 總體要求

目前室內(nèi)燃氣管道敷設(shè)形式由傳統(tǒng)的明設(shè)向暗設(shè)推進，但是明設(shè)和暗設(shè)在裝配式住宅中的要求不同。

明設(shè)燃氣管道要考慮管道路由與周圍電氣設(shè)施的凈距，管道設(shè)計應(yīng)根據(jù)GB 50028—2006第10.2.36條的要求進行。配合廚房功能的需要，管道穿越應(yīng)盡量避免經(jīng)過廚房水池、拉籃、抽屜等燃氣管道易受損位置。

暗設(shè)燃氣管道包括暗封和暗埋兩種型式。GB 50028—2006第2.0.50條規(guī)定，燃氣管道暗封是指燃氣管道敷設(shè)在管道井、吊頂、管溝、裝飾層內(nèi)。GB 50028—2006第2.0.49條規(guī)定，燃氣管道暗埋是指燃氣管道直接埋設(shè)在墻體、地面內(nèi)。裝配式住宅中的燃氣管道暗埋敷設(shè)方式，可以參照給水管道、暖通管道的敷設(shè)方式進行設(shè)計，也應(yīng)分暗埋在墻體和暗埋在地面兩種型式考慮。

② 暗埋在墻體內(nèi)

圖1是燃氣管道暗埋在墻體內(nèi)的形式。這種形式是工廠在預制PC構(gòu)件時，根據(jù)燃氣管道的設(shè)計方案預制管槽，在施工現(xiàn)場將燃氣管道敷設(shè)于PC構(gòu)件預制管槽內(nèi)。燃氣管道上方敷設(shè)硬質(zhì)蓋板，硬質(zhì)蓋板起到保護燃氣管道的作用，一般采用鋼質(zhì)蓋板。硬質(zhì)蓋板上方敷設(shè)覆蓋層，覆蓋層一般是利用墻面的建筑做法層。覆蓋層上方敷設(shè)警示標志，應(yīng)標明管道位置和走向，可以采用黃色PVC薄膜。目前這種燃氣管道暗埋在墻體內(nèi)的形式處于探索階段。

圖1 燃氣管道暗埋在墻體內(nèi)

③ 暗埋在地面內(nèi)

燃氣管道暗埋在地面內(nèi)的形式是將燃氣管道敷設(shè)在地面建筑做法層內(nèi)，燃氣管道外部還需要采取保護措施。英國標準BS 6891-2005+A2-2008《不大于35 mm的低壓居民(第二類用戶)燃氣管道安裝標準》(Installation of low pressure gas pipework of up to 35 mm in domestic premises (2nd family gas)- Specification)第8.8節(jié)“暗埋于混凝土地面的管道”有相應(yīng)的規(guī)定。筆者根據(jù)室內(nèi)燃氣工程設(shè)計經(jīng)驗，并結(jié)合上述英國標準，認為裝配式住宅在施工現(xiàn)場完成PC構(gòu)件安裝和混凝土層澆筑后，進行地面建筑做法層施工，燃氣管道可以暗埋在地面建筑做法層內(nèi)。因此，總結(jié)整理了3種地面暗埋燃氣管道敷設(shè)形式，詳見圖2～4，這3種方式可以結(jié)合現(xiàn)場實際情況來選擇使用。

圖2是燃氣管道直接暗埋在地面內(nèi)的形式。燃氣管道上方敷設(shè)硬質(zhì)蓋板，硬質(zhì)蓋板起到保護管道的作用，一般采用鋼質(zhì)蓋板。硬質(zhì)蓋板上方敷設(shè)覆蓋層，覆蓋層一般是利用地面的建筑做法層。覆蓋層上方敷設(shè)警示標志，應(yīng)標明管道位置和走向，可以采用黃色PVC薄膜。以下圖3、圖4中的覆蓋層和警示標志的做法與此相同。

圖2 燃氣管道直接暗埋在地面內(nèi)

圖3是燃氣管道暗埋在地面套管內(nèi)的形式。與圖2不同的是，套管代替了硬質(zhì)蓋板起到了保護燃氣管道的作用。燃氣管道外設(shè)套管，套管材質(zhì)應(yīng)為鋼質(zhì)，套管規(guī)格一般比燃氣管道規(guī)格大1號。套管上方敷設(shè)覆蓋層，覆蓋層上方敷設(shè)有警示標志。

圖3 燃氣管道暗埋在地面套管內(nèi)

圖4是燃氣管道暗埋在地面管槽內(nèi)的形式。管槽起到了保護燃氣管道的作用。管槽在地面建筑做法層澆筑時進行預設(shè)，然后將燃氣管道敷設(shè)于管槽內(nèi)。燃氣管道上方敷設(shè)硬質(zhì)蓋板，硬質(zhì)蓋板起到保護燃氣管道的作用。硬質(zhì)蓋板上方敷設(shè)覆蓋層，覆蓋層上方敷設(shè)警示標志。

圖4 燃氣管道暗埋在地面管槽內(nèi)

3.3.3 室內(nèi)燃氣管道暗埋的具體要求

燃氣管道暗埋應(yīng)按照GB 50028—2006第10.2.31條的要求進行設(shè)計。此外，還應(yīng)滿足以下6條具體要求。

① 燃氣管道管材可采用輸送流體用無縫鋼管或銅管，燃氣管道(或套管)外應(yīng)有涂層或覆塑等防腐防護措施。

② 燃氣管道暗埋在PC構(gòu)件墻體內(nèi)時應(yīng)考慮PC構(gòu)件保護層的厚度，燃氣管道外直徑不宜大于20 mm，深化設(shè)計前還應(yīng)與建筑設(shè)計單位配合落實PC構(gòu)件保護層的厚度。

③ 燃氣管道上方應(yīng)采用金屬硬質(zhì)蓋板或鋼質(zhì)套管進行保護，管道進出墻面(地面)處應(yīng)有密封保護措施。

④ 硬質(zhì)蓋板或套管上方應(yīng)有不小于10 mm的覆蓋層，覆蓋層材質(zhì)可隨地面(墻面)建筑做法統(tǒng)一考慮。

⑤ 覆蓋層上面應(yīng)敷設(shè)明顯的警示標志并隨燃氣管道位置敷設(shè)。

⑥ 敷設(shè)在管槽內(nèi)的燃氣管道應(yīng)有固定措施，例如設(shè)置管卡或填充耐腐蝕膠體。

3.4 其他注意事項

室內(nèi)燃氣管道及燃氣設(shè)施應(yīng)有良好的自然通風。以往室內(nèi)燃氣管道工程設(shè)計時都會考慮將燃氣管道及燃氣表進行明設(shè)，以滿足規(guī)范及燃氣公司的要求，但是這種工程做法在一定程度上影響了住宅建筑廚房的美觀性。目前為了滿足裝配式住宅建筑的建筑結(jié)構(gòu)體和建筑內(nèi)裝體一體化設(shè)計的要求，在進行廚房機電管道和設(shè)備深化設(shè)計時，往往將大部分住宅廚房內(nèi)的燃氣表及燃氣管道暗封在櫥柜內(nèi)。暗封的燃氣表設(shè)置可以參照CJJ 94—2009第6.2.8條對于嵌入式灶的要求進行，安裝有燃氣表的櫥柜上應(yīng)有通風孔，通風孔的總面積不宜小于80 cm2。對于裝配式住宅建筑特別是室內(nèi)精裝修建筑，進行機電管道和設(shè)備深化設(shè)計時，應(yīng)準確標注通風孔(例如形式可為百葉窗)的位置及尺寸。

由于室內(nèi)燃氣安全性要求，目前住宅建筑廚房內(nèi)都考慮戶內(nèi)安全系統(tǒng)，即每戶安裝緊急切斷閥(位于燃氣表前)和家用可燃氣體報警器。考慮天然氣的特性，可燃氣體報警器的設(shè)置位置應(yīng)為吊頂下30 cm范圍內(nèi)，并預留5孔插座作為報警器的電源。報警器至燃氣表前的緊急切斷閥的控制電線可以參照裝配式住宅中電力管線的做法，在工廠預制PC構(gòu)件時將控制電線預埋在PC構(gòu)件內(nèi)。

當前燃氣用具的普及率不斷提高，大量家庭在個性化裝修時在廚房使用了燃氣熱水器、燃氣洗碗機、燃氣干衣機等。在室內(nèi)燃氣管道工程設(shè)計時，可以結(jié)合給水管道的位置，考慮將來燃氣用具的安裝位置和安全間距，合理規(guī)劃燃氣管道的走向，可以在墻體PC構(gòu)件內(nèi)預制管槽，上加鋼質(zhì)蓋板并敷設(shè)明顯的警示標志，以方便按照管槽位置敷設(shè)燃氣管道，以實現(xiàn)燃氣管道和設(shè)備設(shè)計與建筑整體的平衡。